פוטנציאל חשמלי

באלקטרוסטטיקה, הפוטנציאל החשמלי (מסומן לרוב ב-\ \phi או ב-\varphi) הוא האנרגיה הפוטנציאלית החשמלית של מטען בוחן‏[1] בגודל 1 קולון.

בדומה לכל אנרגיה פוטנציאלית, הפוטנציאל החשמלי נקבע רק עד כדי קבוע התלוי בנקודת יחוס. הגודל בעל המשמעות הפיזיקלית אינו הפוטנציאל עצמו אלא הפרשי ערכי הפוטנציאל בנקודות שונות, המכונה מתח חשמלי. גודל זה הוא העבודה שיש לבצע כנגד הכוח החשמלי על מנת להעביר מטען בוחן בין הנקודות. מקובל לקבוע את הפוטנציאל כך שהוא מתאפס ב"אינסוף" (במרחק גדול מן המערכת הפיזיקלית) ובמקרה זה הפוטנציאל החשמלי בנקודה כלשהי הוא העבודה שיש לבצע על מנת להביא לנקודה זו מטען בוחן מהאינסוף.

משמעות פיזיקלית 

הפוטנציאל החשמלי הוא בעצם האנרגיה הפוטנציאלית של מטען בוחן בגודל 1 קולון (היחס בין פוטנציאל ואנרגיה, דומה ליחס בין השדה החשמלי לכוח החשמלי). כיוון שיש חופש בבחירת נקודת יחוס בה הפוטנציאל מתאפס, רק להפרשי פוטנציאל בין נקודות שונות יש משמעות פיזיקלית. הפרש זה, הקרוי מתח, הוא העבודה שיש להשקיע כנגד השדה החשמלי על מנת להעביר מטען בוחן בין שתי הנקודות. מקובל לקבוע את הפוטנציאל כך שהוא מתאפס ב"אינסוף" (במרחק גדול מן המערכת הפיזיקלית) ובמקרה זה הפוטנציאל החשמלי בנקודה כלשהי הוא העבודה שיש לבצע על מנת להביא לנקודה זו מטען בוחן מהאינסוף.

צורת הפוטנציאל קובעת את האופן בו ינועו מטענים. סימן המינוס בהגדרת הפוטנציאל גורם לכך שמטענים חיובים ינועו מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך ואילו מטענים שליליים ינועו מפוטנציאל נמוך לפוטנציאל גבוה. באופן מדויק יותר, הכוח שיפעל על המטענים הוא בכיוון גרדיאנט הפוטנציאל עבור מטען שלילי ובכיוון הפוך לכיוון הגרדיאנט עבור מטען חיובי  (\vec F = q \vec E= -q\vec \nabla \phi) .

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת /  לשנות )

מתחבר ל-%s